đồ án xây dựng trụ sở làm việc bảo hiểm bảo việt hà nội

Các công trình BTCT được thiết kế đa dạng phù hợp với phong cách công nghiệp hiện đại lắp ghép và thi công đơn giản phù hợp với nhiều công trình, chịu tải trọng lớn, chịu tải trọng động

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG

-

TRỤ SỞ LÀM VIỆC BẢO HIỂM BẢO VIỆT HÀ NỘI

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ ĐẠI HỌC CHÍNH QUY NGÀNH: XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

Sinh viên : NGÔ MINH TUẤN Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS ĐOÀN VĂN DUẨN ThS NGUYỄN QUANG TUẤN

HẢI PHÒNG 2019

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG

-

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Sinh viên: Ngô Minh Tuấn Mã số:1412104009

Lớp: XD1801D Ngành: Xây dựng dân dụng và công nghiệp Tên đề tài: Trụ sở làm việc Bảo hiểm Bảo Việt Hà Nội

LỜI CẢM ƠN 7

Chương 1 GIỚI THIỆU KIẾN TRÚC 2

1.1 Nhiệm vụ kiến trúc: 2

1.2 Giới thiệu công trình: 2

1.2.1 Sự cần thiết đầu tư 2

1.2.2 Vị trí xây dựng công trình, điều kiện khí hậu, thủy văn: 2

1.3 Giải pháp thiết kế kiến trúc 2

1.3.1 Giải pháp quy hoạch tổng mặt bằng 2

1.3.2 Giải pháp thiết kế mặt bằng 3

1.3.3 Giải pháp thiết kế mặt đứng 3

1.3.4 Giải pháp thiết kế mặt cắt 3

1.4 Giải pháp thiết kế kết cấu 3

1.5 Các giải pháp kỹ thuật khác 4

1.5.1 Giải pháp cấp thoát nước: 4

1.5.2 Hệ thống điện 4

1.5.3 Giải pháp chống sét: 5

1.5.4 Giải pháp thông gió: 5

1.5.5 Giải pháp thông tin liên lạc 5

1.5.6 Giải pháp phòng cháy chữa cháy: 5

1.5.7 Hoàn thiện và giải pháp chống thấm cho công trình: 6

Cấu tạo sàn như sau: 6

Chương 2 TÍNH TOÁN KẾT CẤU 7

2.1 Các giải pháp kết cấu 7

2.1.1 Hệ khung chịu lực 7

2.1.2 Hệ kết cấu vách và lõi cứng chịu lực 7

2.1.3 Hệ kết cấu (Khung và vách cứng) 7

2.2 Lựa chọn giải pháp kết cấu công trình 8

2.2.1 Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu chịu lực chính 8

2.2.2 Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu sàn nhà 8

2.3 Cơ sở thiết kế và số liệu tính toán 9

2.3.1 Cơ sở thiết kế công trình 9

2.4 Tính toán kết cấu sàn 16

2.4.1 Khái quát chung 16

2.5.5 Xác định hoạt tải 2 tác dụng vào khung 47

2.5.7 Tổ hợp nội lực: 62

2.6 Tính toán thép dầm: 64

2.6.1 Tính toán cốt thép dọc cho các dầm 64

2.6.2 Tính toán cốt thép dọc cho dầm tầng 1, nhịp BC và nhịp ED (bxh = 30x70cm): 64 2.6.3 Tính toán cốt thép dọc cho dầm tầng 1, nhịp CD (bxh = 30x40cm): 66

2.6.4 Tính toán cốt thép dọc cho dầm tầng 4,5,6,7 nhịp BC; ED; theo bảng sau: 67

2.6.5 Tính toán cốt thép đai cho các dầm: 67

2.7 Tính toán thép cột: 73

2.7.1 Vật liệu sử dụng 73

2.7.2 Tính toán thép cho phần tử cột trục C tầng 1: bxh = 30x60cm 73

CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ MÓNG KHUNG TRỤC 6 77

3.1 Điều kiện địa chất thuỷ văn công trình 77

3.3.2 Tính móng M2 92

3.3.3 Kiểm tra cọc khi vận chyển và cẩu lắp 100

Phần III: THI CÔNG 103

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH 104

1.1 Mặt bằng định vị công trình: 104

1.2 Phương án kiến trúc và kết cấu công trình: 104

1.3 Điều kiện địa hình, địa chất công trình, địa chất thủy văn: 105

1.4 Một số đặc điểm khác : 107

1.5.1 Công tác nghiên cứu hồ sơ bản vẽ 110

1.5.2 San dọn mặt bằng thi công, thi công các công trình tạm trên công trường đã được phê duyệt 110

1.5.3 Tập kết máy móc vật tư thiết bị và nhân lực về công trường: 110

CHƯƠNG 2 THI CÔNG PHẦN NGẦM 111

2.2 Lựa chọn phương án thi công cọc: 111

2.3 Công tác chuẩn bị thi công cọc: 112

2.4 Các yêu cầu kỹ thuật của cọc và thiết bị thi công cọc 112

2.4.1 Các yêu cầu kỹ thuật đối với cọc 112

2.4.2 Các yêu cầu kỹ thuật đối với thiết bị ép cọc 113

2.5 Quá trình thi công ép cọc: 114

2.5.1 Chọn máy ép cọc, khung, đối trọng ép cọc 114

2.5.2 Phương pháp ép cọc: 119

2.5.3 Sơ đồ tiến hành ép cọc: 121

2.6.1 Mục địch thi công cọc thử và nén tĩnh, số lượng và vị trí cọc thử 123

2.6.2 Quy trình gia tải cọc 123

2.6.3 Lập biện pháp thi công cọc cho công trình: 124

2.7 Thi công đất: 126

2.7.1 Thi công đào đất 127

2.7.3 Thi công lấp đất 131

2.7.4 Các sự cố khi thi công đất 133

2.8 Lập biện pháp thi công móng và giằng móng 133

2.8.1 Công tác chuẩn bị trước khi thi công đài móng 133

2.8.2 Biện pháp kỹ thuật thi công: 134

2.8.3 Thi công bê tông lót móng 134

2.8.4 Các yêu cầu với công tác bê tông cốt thép toàn khối 135

2.8.5 Lựa chọn biện pháp thi công bê tông móng, giằng móng 136

2.8.6 Tính toán ván khuôn móng, gằng móng 137

2.8.6 Các yêu cầu với công tác bê tông cốt thép móng 140

2.8.7 Thi công lắp dựng ván khuôn móng, gằng móng: 142

2.8.9 Lựa chọn máy thi công bê tông 143

2.9 Tháo dỡ ván khuôn móng 145

CHƯƠNG 3 THI CÔNG PHẦN THÂN 146

3.1 Giải pháp công nghệ: 146

3.2.2.Tổ hợp và tính toán ván khuôn dầm sàn 154

3.3.3 Lựa chọn biện pháp vận chuyển thiết bị lên cao 165

3.4 Công tác cốt thép cột, dầm, sàn, cầu thang 171

3.4.1 Công tác cốt thép 171

3.4.2 Công tác cốt thép dầm, sàn, cầu thang 171

3.4.3 Công tác ván khuôn cột, dầm, sàn 172

3.4.4 Công tác ván khuôn dầm, sàn 173

3.5 Công tác bê tông cột dầm sàn, cầu thang 173

3.5.1 Công tác bê tông cột, vách 173

3.5.2 Công tác bê tông dầm sàn 174

5.4 Công tác bảo dưỡng bê tông 176

5.5 Tháo dỡ ván khuôn 176

5.6 Sửa chữa khuyết tật trong bê tông 177

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG 179

4.1 Mục đích, ý nghĩa, yêu cầu của thiết kế tổ chức thi công 179

4.1.1 Mục đích 179

4.1.2 Ý nghĩa 179

4.1.3 Yêu cầu 179

4.1.4 Nội dung của thiết kế tổ chức thi công 179

4.1.5 Những nguyên tắc chính trong thiết kế tổ chức thi công 179

4.2 LẬP TIẾN ĐỘ THI CÔNG CÔNG TRÌNH 179

4.2.1 Ý nghĩa của tiến độ thi công 179

4.2.2 Yêu cầu và nội dung của tiến độ thi công 179

4.2.3 Lập tiến độ thi công 179

4.3.3.2 Tính toán khối lượng các công việc 180

4.4 Khối lượng công việc phần móng 190

4.5 Khối lượng công việc phần thân 191

4.6 Khối lượng cốt thép : 199

4.8 Đánh giá tiến độ 201

4.8.1 Hệ số không điều hòa về sử dụng nhân công(K1) 201

4.8.2 Hệ số phân bố lao động không điều hòa (K2) 201

4.9 Thiết kế mặt bằng thi công 201

4.9.1 Ý nghĩa của mặt bằng thi công 201

4.9.2 Yêu cầu đối với mặt băng thi công 201

4.9.3 Cơ sở thiết kế 202

4.9.4 Tính toán chi tiết tổng mặt bằng thi công 203

4.9.5 Tính toán điện cho công trường 208

4.9.6 Tính toán cấp nước cho công trình : 212

4.9.7 Đường trong công trường 214

4.9.8 An toàn lao động 214

Cùng với nhịp độ phát triển mạnh mẽ của công nghiệp xây dựng, công nghệ phát triển chính xác của nước ta hiện nay việc xây dựng các công trình cao tầng đã và đang phát triển rộng rãi Trong tương lai kết cấu BTCT là kết cấu chủ yếu trong xây dựng hiện đại : dân dụng, công nghiệp, cầu,

Các công trình BTCT được thiết kế đa dạng phù hợp với phong cách công nghiệp hiện đại lắp ghép và thi công đơn giản phù hợp với nhiều công trình, chịu tải trọng lớn, chịu tải trọng động các nhà cao tầng

Cũng như các sinh viên khác đồ án của em là nghiên cứu và tính toán về kết cấu BTCT Đồ án này được thể hiện là một công trình có thực được thiết kế bằng kết cấu BTCT, địa điểm công trình nằm tại Hà Nội

Nhận thấy tầm quan trọng của tin học hiện nay nhất là tin học ứng dụng trong xây dựng đồ án này sử dụng một số chương trình phần mềm tin học cho đồ án của mình như: Microsoft Office (Word, Excel), AutoCad, Sap,… để thể hiện thuyết minh, thể hiện bản vẽ tính toán kết cấu, lập tiến độ thi công

Đồ án tốt nghiệp được thực hiện trong 14 tuần với nhiệm vụ tìm hiểu kiến trúc, thiết

kế kết cấu, lập biện pháp kỹ thuật, biện pháp tổ chức thi công công trình Kết hợp những kiến thức được các thầy, cô trang bị trong 4 năm học cùng sự nỗ lực của bản thân và đặc biệt là được sự hướng dẫn nhiệt tình, chu đáo của các thầy giáo hướng dẫn đã giúp em hoàn thành tốt

đồ án tốt nghiệp của mình Tuy nhiên do thời gian thực hiện có hạn và kinh nghiệm thực tế còn thiếu nên đồ án này khó tránh khỏi những sai sót và hạn chế

Nhân dịp này, em xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến các thầy giáo : +Thầy PGS.TS : ĐOÀN VĂN DUẨN

+Thầy Th.S : NGUYỄN QUANG TUẤN Các thầy đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này Đồng thời em cũng xin được cảm ơn tất cả các thầy, cô giáo, các bạn sinh viên trong trường đã chỉ bảo em rất nhiều trong quá trình học tập để trở thành một người kỹ sư xây dựng

Sinh viên Ngô Minh Tuấn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI: TRỤ SỞ LÀM VIỆC BẢO HIỂM BẢO VIỆT HÀ NỘI

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: PGS.TS ĐOÀN VĂN DUẨN

SINH VIÊN THỰC HIÊN: NGÔ MINH TUẤN

Chương 1 GIỚI THIỆU KIẾN TRÚC 1.1 Nhiệm vụ kiến trúc:

1.2 Giới thiệu công trình:

1.2.1 Sự cần thiết đầu tư

nhu cầu về phúc lợi xã hội cần được chú trọng đến Để đáp ứng điều đó Bảo hiểm nhân thọ Hà Nội đã quyết định đầu tư xây dựng trụ sở làm việc mới nhằm tạo ra nơi làm việc hiện đại, tiện nghi, tạo cảm giác làm việc cho đội ngũ cán bộ nhân viên đưa đến người dân sự thoải mái, tin tưởng

Công trình được xây dựng tại vị trí thoáng đẹp tạo nên sự hài hoà, hợp lý cho toàn khu vực

1.2.2 Vị trí xây dựng công trình, điều kiện khí hậu, thủy văn:

Trụ sở làm việc công ty bảo hiểm Bảo Việt Hà Nội

Công trình nằm ở thành phố Hà Nội, nhiệt độ bình quân hằng năm là 27oc chênh lệch nhiệt độ giữa tháng cao nhất (tháng 4) và tháng thấp nhất (tháng 12) là 12oc.Thời tiết hàng năm chia làm hai mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khô.Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng

11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau.Độ ẩm trung bình từ 75% đến 80% Hai hướng gió chủ yếu là gió Tây-Tây Nam, Bắc-Đông Bắc Tháng có sức gió mạnh nhất là tháng 8 tháng có sức gió yếu nhất là tháng 11 Tốc độ gió lớn nhất là 28m/s

Địa chất công trình tương đối tốt

1.3 Giải pháp thiết kế kiến trúc

1.3.1 Giải pháp quy hoạch tổng mặt bằng

Mặt bằng quy hoạch của công trình có hình chữ nhật với chiều dài lớn hơn hai lần chiều rộng Tổng diện tích mặt bằng gần 884m2

được bao quanh bởi hàng rào xây cao 1,4m Ở phía trước công trình bố trí sân vườn tiểu cảnh và lối vào chính Phía phải bố trí nhà xe dành cho khách vào làm việc và cổng vào phụ Phần diện tích còn lại trồng cây xanh xen kẻ với sân nền

Công trình nằm ở ngã tư đường Lê Duẩn và ngay bên cạnh đường hai chiều lớn tiện lợi cho việc vận chuyển vật liêụ và các trang thiết bị, máy móc phục vụ cho công tác

1.3.2 Giải pháp thiết kế mặt bằng

Từ những tài liệu về mặt bằng quy hoạch, yêu cầu về công năng ,về thẩm mỹ Giải pháp thiết kế mặt bầng ở đây được chọn là dạng hình chữ nhật có chiều dài lớn hơn hai lần chiều rộng và phát triển theo chiều cao.Theo phương ngang nhà có ba bước cột: tổng chiều dài là 17m Phương dọc nhà có tám bước cột tổng chiều dài là 52m

Trong nhà bố trí một cầu thang bộ phục vụ giao thông đứng các tầng gần nhau và thoát hiểm; một cầu thang máy trọng tải 500 kG bố trí chạy suốt từ tầng 1đến tầng mái.Khu vệ sinh bố trí hợp lí sau phần lõi thang và tiện liên hệ qua lại cho các phòng ,kể

cả hành lang

Mặt bằng tầng một dùng làm khu vực để xe ôtô của nhân viên trong công ty Các tầng trên bố trí các phòng chức năng , các phòng làm việc ,và tầng trên cùng bố trí một hội trường đa năng dùng cho hội họp và Đại hội

1.3.3 Giải pháp thiết kế mặt đứng

Mặt trước của công trình, kết cấu sàn các tầng 2,5,7 được đưa ra chạy dọc theo công trình tạo vẻ đẹp kiến trúc cho mặt đứng của công trình ,phô trương vẻ đẹp cho công trình khi mặt đứng chính quay ra phía mặt đường

Kết cấu mái lợp tôn giả ngói có tác dụng che chắn và thoát nước tốt ,dễ bố trí các lớp chống nóng cách nhiệt cho tầng thượng vừa có tác dụng tạo ra sự hài hoà cân đối cho hình khối công trình Về tổng quan,sự phát triển theo chiều cao của công trình một mặt thoả mãn các yêu các cầu về không gian sử dụng, mặt khác tạo ra kiến trúc cho qui hoạch tổng thể xung quanh và sự nổi bật của công trình thiết kế

1.4 Giải pháp thiết kế kết cấu

Kết cấu công trình là hệ khung bê tông cốt thép chịu lực kết hợp lõi bê tông cốt thép (lồng thang máy)chịu tải trọng ngang Kích thước kết cấu gồm:theo phương cạnh dài(phương mặt tiền)có tám bước cột: 6,5m và theo phương cạnh ngắn có ba bước cột là:

7m,3m,7m Hệ thống cột tương đối đối xứng theo các phương.Chiều cao các tầng như sau: tầng một cao 3m, tầng 2 đến tầng 9 cao 3,7m, tầng thượng cao 2,9m.Chiều cao mái là 2,9m với giải pháp kết cấu là mái tôn giả ngói đặt trên hệ xà gồ và dàn vì kèo bằng thép hình

1.5 Các giải pháp kỹ thuật khác

1.5.1 Giải pháp cấp thoát nước:

Nước được lấy từ nguồn nước máy thành phố qua bể dự trữ nước ngầm, dùng máy bơm bơm nước lên các tầng

Cấp nước bên trong công trình: lưu lượng nước dùng cho sinh hoạt

nước dùng cho chữa cháy

Để đảm bảo yêu cầu công trình phải có một bể nước 120 m3

1.5.2 Hệ thống điện

Dùng nguồn điện 6 KV từ thành phố, có trạm biến áp riêng Bên cạnh đó còn có máy phát điện dự phòng

Có khả năng tự động hoá cao

Hệ thống chiếu sáng đảm bảo độ dọi từ 20 Lux đến 40 Lux, sử dụng đèn huỳnh quang kết hợp với các loại đèn chùm, đèn trần và đèn tường tạo vẻ đẹp lộng lẫy về đêm

Tổng công suất dự kiến gồm:

+ Công suất thiết bị phụ tải bình thường: 260Kw

+ Công suất thiết bị phụ tải dự phòng : 50Kw

Tổng cộng : 310Kw

1.5.3 Giải pháp chống sét:

Để đảm bảo yêu cầu về chông sét, toàn bộ máy móc thiết bị dùng điện đặt cố định đều phải có hệ thống nối đất an toàn

Hệ thống chống sét gồm: kim thu sét, lưới dây thu sét trên mái, hệ thống dây dẫn thép và

hệ thống cọc thép nối đất theo qui phạm chống sét hiện hành

Tại những nơi có dòng điện gần hệ thống dây dẫn điện, thiết bị khác như vô tuyến, anten, các máy móc chuyên dùng, phải đảm bảo khoảng cách an toàn, có bọc cách điện

cẩn thận tránh chập điện

1.5.4 Giải pháp thông gió:

Vấn đề thông gió tự nhiên được đảm bảo nhờ hệ thống hành lang, cửa sổ có kích thước và vị trí hợp lý Bên cạnh đó còn có một hệ thống điều hoà trung tâm cho toàn bộ công trình, hệ thống quạt đẩy, hút gió để điều tiết nhiệt độ đảm bảo yêu cầu thông thoáng cho làm việc và sinh hoạt

1.5.5 Giải pháp thông tin liên lạc

Công trình được lắp đặt một hệ thống tổng đài phục vụ thông tin liên lạc trong nước và quốc tế

Hệ thống thông tin liên lạc như đường dây điện thoại, truyền hình cáp, được bố trí theo hộp kỹ thuật chạy dọc nhà

1.5.6 Giải pháp phòng cháy chữa cháy:

Hệ thống báo cháy: Thiết bị phát hiện báo cháy được bố trí ở mỗi tầng và mỗi phòng, ở nơi công cộng của mỗi tầng Mạng lưới báo cháy có gắn đồng hồ và đèn báo cháy, khi phát hiện được cháy, phòng quản lý, bảo vệ nhận tín hiệu thì kiểm soát và khống chế hoả hoạn cho công trình

Hệ thống cứu hoả: Nước được lấy từ bể nước xuống, sử dụng máy bơm xăng lưu động Các đầu phun nước được lắp đặt ở các tầng theo khoảng cách thường 3m 1 cái và được nối với các hệ thống cứu cháy khác như bình cứu cháy khô tại các tầng, đèn báo các cửa thoát hiểm, đèn báo khẩn cấp tại tất cả các tầng

Hệ thống thoát hiểm: Cửa vào lồng thang bộ thoát hiểm dùng loại tự sập nhằm ngăn ngừa khói xâm nhập.Trong lồng thang bố trí điện chiếu sáng tự động, hệ thống thông gió động lực cũng được thiết kế để hút gió ra khỏi buồng thang máy chống ngạt

Hệ thống cầu thang bộ được sử dụng để thoát hiểm

1.5.7 Hoàn thiện và giải pháp chống thấm cho công trình:

Cấu tạo sàn như sau:

+ Dưới cùng là lớp bê tông cốt thép có cấp độ bền 25

+ Một lớp nhựa Asphal

+ Lớp bê tông chống thấm đặc biệt

+ Quét một lớp sơn cách nước, một lớp gạch bảo vệ

Giải pháp sàn, trần:

+ Trần: lắp trần treo, cách âm tháo lắp được

+ Sàn được lắp gạch ngoại Lối đi hành lang cũng được lát gạch có màu sắc phù hợp + Cửa đi, cửa sổ: dùng loại cửa kính khung nhôm

Chương 2 TÍNH TOÁN KẾT CẤU 2.1 Các giải pháp kết cấu

Xuất phát từ đặc điểm công trình là khối nhà nhiều tầng (9 tầng), chiều cao công trình 35,5m, tải trọng tác dụng vào cộng trình tương đối phức tạp Nên cần có hệ kết cấu chịu hợp lý và hiệu quả Có thể phân loại các hệ kết cấu chịu lực của nhà nhiều tầng thành hai nhóm chính như sau:

+ Nhóm các hệ cơ bản: Hệ khung, hệ tường, hệ lõi, hệ hộp

+ Nhóm các hệ hỗn hợp: Được tạo thành từ sự kết hợp giữa hai hay nhiều hệ cơ bản trên

2.1.1 Hệ khung chịu lực

Hệ kết cấu thuần khung có khả năng tạo ra các không gian lớn, linh hoạt thích hợp với các công trình công cộng Hệ kết cấu khung có sơ đồ làm việc rõ ràng nhưng lại có nhược điểm là kém hiệu quả khi chiều cao công trình lớn, khả năng chịu tải trọng ngang kém, biến dạng lớn Để đáp ứng được yêu cầu biến dạng nhỏ thì mặt cắt tiết diện, dầm cột phải lớn nên lãng phí không gian sử dụng, vật liệu, thép phải đặt nhiều Trong thực tế kết cấu thuần khung BTCT được sử dụng cho các công trình có chiều cao 20 tầng đối với cấp phòng chống động đất  7; 15 tầng đối với nhà trong vùng có chấn động động đất đến cấp 8 và 10 tầng đối với cấp 9

2.1.2 Hệ kết cấu vách và lõi cứng chịu lực

Hệ kết cấu vách cứng có thể được bố trí thành hệ thống thành một phương, 2 phương hoặc liên kết lại thành các hệ không gian gọi là lõi cứng Đặc điểm quan trọng của loại kết cấu này là khả năng chịu lực ngang tốt nên thường được sử dụng cho các công trình có chiều cao trên 20 tầng Tuy nhiên độ cứng theo phương ngang của của các vách tường tỏ ra là hiệu quả ở những độ cao nhất định Khi chiều cao công trình lớn thì bản thân vách cũng phải có kích thước đủ lớn mà điều đó khó có thể thực hiện được Ngoài ra hệ thống vách cứng trong công trình là sự cản trở để tạo ra các không gian rộng

2.1.3 Hệ kết cấu (Khung và vách cứng)

Hệ kết cấu (khung và vách cứng) được tạo ra bằng sự kết hợp hệ thống khung và

hệ thống vách cứng Hệ thống vách cứng thường được tạo ra tại khu vực cầu thang bộ, cầu thang máy Khu vệ sinh chung hoặc ở các tường biên là các khu vực có tường liên tục nhiều tầng Hệ thống khung được bố trí tại các khu vực còn lại của ngôi nhà Hai hệ thống khung và vách được liên kết với nhau qua hệ kết cấu sàn trong trường hợp này hệ sàn liên khối có ý nghĩa rất lớn Thường trong hệ thống kết cấu này hệ thống vách đóng vai trò chủ yếu chịu tải trọng ngang Hệ khung chủ yếu được thiết kế để chịu tải trọng thẳng đứng Sự phân rõ chức năng này tạo điều kiên để tối ưu hoá các cấu kiện, giảm bớt kích thước cột và dầm đáp ứng được yêu cầu của kiến trúc

Hệ kết cấu khung + vách tỏ ra là hệ kết cấu tối ưu cho nhiều loại công trình cao tầng Loại kết cấu này sử dụng hiệu quả cho các ngôi nhà đến 40 tầng, nếu công trình được thiết kế cho vùng động đất cấp 8 thì chiều cao tối đa cho loại kết cấu này là 30 tầng, cho vùng động đất cấp 9 là 20 tầng

2.2 Lựa chọn giải pháp kết cấu công trình

2.2.1 Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu chịu lực chính

Căn cứ vào thiết kế kiến trúc, đặc điểm cụ thể của công trình: Diện tích mặt bằng, hình dáng mặt bằng, hình dáng công trình theo phương đứng, chiều cao công trình.Công trình cần thiết kế có: Diện tích mặt bằng không lớn lắm, mặt bằng đối xứng,

BxL=20,2x52m hình dáng công trình theo phương đứng đơn giản không phức tạp Về chiều cao thì điểm cao nhất của công trình là 35,5 m (tính đến nóc vỉ kèo mái)

Dựa vào các đặt điểm cụ thể của công trình ta chọn hệ kết cấu chịu lực chính của công trình là hệ khung chịu lực

Quan niệm tính toán:

+ Khung chịu lực chính: Trong sơ đồ này khung chịu tải trọng đứng theo diện chịu tải của nó và một phần tải trọng ngang, các nút khung là nút cứng

+ Công trình thiết kế có chiều dài 52,0 (m), chiều rộng 17,0 (m) độ cứng theo phương dọc nhà lớn hơn độ cứng theo phương ngang nhà

Do đó khi tính toán để đơn giản và thiên về an toàn ta tách một khung theo

phương ngang nhà tính như khung phẳng

2.2.2 Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu sàn nhà

Trong công trình hệ sàn có ảnh hưởng rất lớn tới sự làm việc không gian của kết cấu Việc lựa chọn phương án sàn hợp lý là điều rất quan trọng Do vậy, cần phải có sự phân tích đúng để lựa chọn ra phương án phù hợp với kết cấu của công trình Ta xét các phương án sàn sau:

2.2.2.1 Sàn sườn toàn khối

Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn

+ Ưu điểm: Tính toán đơn giản, được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ

thi công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn công nghệ thi công

+ Nhược điểm: Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn rất lớn khi vượt khẩu độ

lớn, dẫn đến chiều cao tầng của công trình lớn nên gây bất lợi cho kết cấu công trình khi chịu tải trọng ngang và không tiết kiệm chi phí vật liệu

Không tiết kiệm không gian sử dụng

+ Ưu điểm: Tránh được có quá nhiều cột bên trong nên tiết kiệm được không gian

sử dụng và có kiến trúc đẹp, thích hợp với các công trình yêu cầu thẩm mỹ cao và không gian sử dụng lớn như hội trường, câu lạc bộ

+ Nhược điểm: Không tiết kiệm, thi công phức tạp Mặt khác, khi mặt bản sàn quá

rộng cần phải bố trí thêm các dầm chính Vì vậy, nó cũng không tránh được những hạn chế do chiều cao dầm chính phải cao để giảm độ võng

+ Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm được chiều cao công trình

+ Tiết kiệm được không gian sử dụng

+ Thích hợp với những công trình có khẩu độ vừa (6  8m) và rất kinh tế với những loại sàn chịu tải trọng >1000 kg/m2

Kết luận

Căn cứ vào:

+ Đặc điểm kiến trúc và đặc điểm kết cấu của công trình: Kích thước các ô bản sàn không giống nhau nhiều

+ Cơ sở phân tích sơ bộ ở trên

Kết luận lựa chọn phương án sàn sườn toàn khối để thiết kế cho công trình

2.3 Cơ sở thiết kế và số liệu tính toán

2.3.1 Cơ sở thiết kế công trình

cm đối với công trình dân dụng

Trong đó: D = 0,8  1,4 phụ thuộc tải trọng Chọn D = 1

 Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải)

Dựa vào cấu tạo kiến trúc lớp sàn

gtc = . ( kN/m2): tĩnh tải tiêu chuẩn

gtt = n gtc ( kN/m2): tĩnh tải tính toán

Trong đó: : trọng lượng riêng của vật liệu, tra theo TCVN 2737-1995

n: hệ số vượt tải, tra theo TCVN 2737-1995

 Đối với các ô sàn có tường đặt trực tiếp lên sàn không có dầm đỡ nên xem tải trọng đó phân bố lên sàn và phân bố đều

- Kết quả tải trọng do cấu tạo sàn:

+ Sàn loại 1: Sàn phòng làm việc, phòng tiếp khách, phòng vệ sinh, sàn mái

Cấu tạo sàn Dày

(m)



(kN/m 3 )

G tc (kN/m 2 ) n

G tt (kN/m 2 )

G tt (kN/m 2 )

+ Tĩnh tải tường xây

Cấu tạo sàn Dày

(m)



(kN/m 3 )

G tc (kN/m 2 ) n

G tt (kN/m 2 )

- ptc (kN/m2): hoạt tải tiêu chuẩn, tra theo TCVN 2737-1995

- ptt= ptc.n (kN/m2): hoạt tải tính toán

Với n : hệ số vượt tải, tra theo TCVN 2737-1995

Phòng làm việc,phòng vệ sinh: 2 kN/m2

Ban công, Lôgia: 2 kN/m2

Hành lang, sảnh,phòng giải lao: 3 kN/m2

Phòng hội trường: 4 kN/m2

Hệ số vượt tải từng loại theo bảng tính

tc

(kN/m 2 ) n

P tt (kN/m 2 )

SƠ ĐỒ TRUYỀN TẢI VÀO CỘT

- Cột trục D và trục C:

+ Cột từ tầng 1 đến tầng 5

Công thức xác định Fb=(1,2-1,5) × N

R (Theo tài liệu tham khảo tính toán tiết diện

cột – Giáo sư Nguyễn Đình Cống)

Trong đó: Fb- Diện tích tiết diện cột

N- Lực lực nén trong cột N=mS.q.FS

mS- Số sàn phía trên cột đang xét mS =9

q: Tải trọng tính trên mỗi mét vuông mặt sàn Chọn q=1 T/m2

(Với nhà có bề dày sàn từ 1520cm chọn sơ bộ q = 1,11,4 T/m2)

FS: Diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét

FS= 4,9 × 9 = 29,40 m2

Vậy: N= mS.q.FS = 9 × 1 × 29,40 = 264,6 (T)

Rn- Cường độ chịu nén cuả bê tông Rn=14,5MPa = 1450 T/m2

Fb = 1,2 × 264, 6

1450 = 0,182 m2 = 1820 cm2Chọn tiết diện cột từ tầng 1 đến tầng 3 là b x h: 30x60cm

Chọn tiết diện cột từ tầng 4 đến tầng 6 là b x h: 30x55cm

Chọn tiết diện cột từ tầng 6 đến tầng 8 là b x h: 30x50cm

2.4 Tính toán kết cấu sàn

2.4.1 Khái quát chung

Sơ đồ tính: Các ô bản liên kết với dầm biên thì quan niệm tại đó sàn liên kết

khớp với dầm, liên kết giữa các ô bản với dầm chính, phụ ở giữa thì quan niệm dầm

liên kết ngàm với dầm

Phân loại các loại sàn: Dựa vào kích thước các cạnh của bản sàn trên mặt bằng

kết cấu ta phân các ô sàn ra làm 2 loại: (với sàn tầng điển hình tầng 3-8)

+ Các ô sàn có tỷ số các cạnh

1

2

l

l  2 Ô sàn làm việc theo 2 phương

(Thuộc loại bản kê 4 cạnh): Gồm có: S2, S4, S6, S7, S9, S11

> 2 Ô sàn làm việc theo một phương

(Thuộc loại bản loại dầm) : Gồm có: S1, S5, S8, S3, S10

2.4.2 Sơ đồ truyền tải thẳng đứng

- Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên sàn gồm có tĩnh tải và hoạt tải

-Tải trọng truyền từ sàn vào dầm, từ dầm truyền vào cột

-Tải trọng truyền từ sàn vào khung được phân phối theo diện truyền tải

2.4.3 Nguyên tắc chuyển tải của bản:

+ Tải trọng truyền từ sàn vào dầm theo phương cạnh ngắn có dạng tam giác

+ Tải trọng truyền từ sàn vào dầm theo phương cạnh dài có dạng hình thang

Tải trọng tác dụng lên sàn đó được xác định trong phần: Xác định kích thước sơ

bộ cấu kiện ở trên.Bảng tổng hợp kết quả được ghi trong bảng sau:

STT Chủng loại ô

sàn Kích thước (m)

Tĩnh tải (kN/m 2 )

Hoạt tải (kN/m 2 )

Tải trọng tính toán (kN/m 2 )

2.4.5 Xác định nội lực cho sàn

Để tính toán ta xét 1 ô bản bất kì trích ra từ các ô bản liên tục, gọi các cạnh bản là

A1, B1, A2, B2

Gọi mômen âm tác dụng phân bố trên các cạnh đó là: MI, MII

Vùng giữa của ô bản có mô men dương theo 2 phương là M1, M2

Các mô men nói trên đều được tính cho mỗi đơn vị bề rộng bản, lấy b = 1m

Tính toán bản theo sơ đồ khớp dẻo (trừ sàn vệ sinh tính theo sơ đồ đàn hồi)

Mô men dương lớn nhất ở khoảng giữa ô bản, càng gần gối tựa mômen dương càng giảm theo cả 2 phương Nhưng để đỡ phức tạp trong thi công ta bố trí thép đều theo cả 2 phương

Khi cốt thép trong mỗi phương được bố trí đều nhau, dùng phương trình cân bằng mômen Trong mỗi phương trình có sáu thành phần mômen

2

01

22

12

3

l M M M l

M M M l

l

l

q

II II I

2.4.6 Tính sàn S4 (Ô sàn điển hình)

Kích thước ô sàn: 6,5 x 7 m

Kích thước tính toán:

+ l01 = l1 - b = 6,5 - 0,3 = 6,2 m + l02 = l2 - b = 7- 0,3 = 6,7 m

Tỉ số

2 , 6

7 , 6

Bốn cạnh liên kết ngàm → tính theo bản kê 4 cạnh

Cắt 2 dải bản 1m theo 2 phương ta có:

Sơ đồ tính:

SƠ ĐỒ TRUYỀN TẢI CỦA Ô SÀN ĐIỂN HÌNH

-Tỉ số

2 , 6

7 , 6

D = (2 + A1 + B1) x lt2 + (2 x  + A2 + B2) x lt1 = (2 + 1,3+ 1,3) x 6,7+ (2 x 0,9 + 1,2 + 1,2) x 6,2 = 56,86

M1 =

86,5612

)2,67,63(2,6005,812

)3

2 1

 Tính toán cốt thép

- Cốt thép cho 1m dải bản theo phương cạnh ngắn ở giữa nhịp:

(Chọn a0=25 mm → h0= h- a0 = 150 - 25 = 125mm)

025,0027

,012510005,14

100000026

,6

2 2

h b R

027,02112

211

100000026

M A

b h

51 , 2

,012610005,14

100000026

,6

2 2

h b R

 + Thỏa mãn điều kiện hình thành khớp dẻo

100000026

M A

,012510005

,14

1000000138

,8

2 2

h b R

294,355( )

125983,0225

1000000138

M A

,012610005,14

1000000512

,7

2 2

h b R

 + Thỏa mãn điều kiện hình thành khớp dẻo

1000000512

M A

2,6

7,6

Tính toán theo sơ đồ đàn hồi Bốn cạnh liên kết ngàm → tính theo bản kê 4 cạnh (ô sàn làm việc theo sơ đồ số 09 theo bảng 1-19 (Sách sổ tay thực hành kết cấu – PGS PTS Vũ Mạnh Hùng)

-Sơ đồ tính:

SƠ ĐỒ TRUYỀN TẢI CỦA SÀN KHU VỆ SINH

2,6

7,6

100000045

,6

2 2

h b R

100000045

M A

b h

51 , 2

m b

,012510005,14

1000000963

,14

2 2

h b R



066,02112

1

100000037

,12

2 2

h b R

100000037

M A

SƠ ĐỒ KẾT CẤU KHUNG NGANG TRỤC 6

2.5.2 Xác định tải trọng đơn vị:

2.5.2.1 Tĩnh tải đơn vị

- Tĩnh tải sàn phòng làm việc, vệ sinh, ban công: gs = 5,605( kN/m2)

- Tĩnh tải sàn hành lang: ghl = 4,23( kN/m2)

- Tường xây có chiều dày 220mm: gt2 = 5,136 ( kN/m2)

- Tường xây có chiều dày 110mm: gt1 = 2,958 ( kN/m2)

2.5.2.2 Hoạt tải đơn vị

- Hoạt tải sàn phòng làm việc, vệ sinh, ban công: ps = 2,40( kN/m2)

- Hoạt tải sàn hành lang: phl = 3,60( kN/m2)

- Hoạt tải sàn phòng hội nghị tầng mái: ptm = 4,80 ( kN/m2)

2.5.2.3 Hệ số quy đổi tải trọng

- Tải trọng tác dụng có dạng hình thang ,để quy đổi sang tải hình chữ nhật ta có hệ

số quy đổi k

K1 = 1- 2 β2 + β3 với β=0,5 ×

2

Ln xLd = 0,5×

7 2

5 , 6

x = 0,220 k = 0,913 (Với ô sàn 6,5 x 7m)

- Tải trọng tác dụng có dạng hình tam giác ,để quy đổi sang tải hình chữ nhật ta

có hệ số quy đổi k

k=5/8=0,625

2.5.3 Xác định tĩnh tải tác dụng vào khung:

2.5.3.1 Tính toán tĩnh tải tầng 1,3,4,6:

SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN TĨNH TẢI TẦNG 1,3,4,6

GShcn = 35,031 x 0,913

31,983

2.5.3.3 Tính toán tĩnh tải tầng 8

SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN TĨNH TẢI TẦNG 8

TT Loại tải trọng và cách tính Kết quả